編號(hào)：FTJS09843
篇名：碳還原法制備棒狀硅基材料及其在鋰漿料電池中的應(yīng)用
作者：阮晶晶 劉福園 李珅珅 高桂紅 劉艷俠
關(guān)鍵詞： 鋰漿料電池 負(fù)極材料 棒狀硅基材料 碳源
機(jī)構(gòu)： 鄭州中科新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院 中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所
摘要： 以聚環(huán)氧乙烷-聚環(huán)氧丙烷-聚環(huán)氧乙烷三嵌段共聚物(P123)為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑,正硅酸乙酯(TEOS)為硅源,檸檬酸為碳源,采用水熱法得到凝膠狀二氧化硅/碳前驅(qū)體,采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)方式去除溶劑,通過(guò)高溫?zé)崽幚?得到棒狀硅氧基碳負(fù)極活性材料,提高漿料體系無(wú)緊密束縛環(huán)境下硅碳材料的性能。借助X射線(xiàn)衍射(XRD)儀、無(wú)機(jī)元素分析(EA)儀、比表面積及孔隙度分析儀和掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)棒狀硅基材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)和形貌表征。結(jié)果表明,合成的棒狀硅基材料首尾相連,形成蓮藕鏈?zhǔn)?長(zhǎng)度約為1~3μm,直徑約為200 nm,孔徑為6.9 nm,比表面積為282 m2/g。與管長(zhǎng)>5μm,比表面積900 m2/g,直徑1~2 nm的單壁碳納米管導(dǎo)電劑在電解液體系中形成長(zhǎng)程、短程互補(bǔ)的多級(jí)網(wǎng)絡(luò),加上大量介孔的存在,有利于保持漿料懸浮穩(wěn)定性。用世偉洛克電池進(jìn)行電化學(xué)性能測(cè)試,電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明首次放電比容量為1300 mAh/g,充電比容量為726 mAh/g,首效為55.8%,在0.05 C下,循環(huán)50次充電比容量從726 mAh/g變?yōu)?57 mAh/g,比容量保持率為76.7%。本工作在用P123為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑制備二氧化硅的過(guò)程中,引入碳源,得到同時(shí)具有碳包覆和碳還原二氧化硅的硅基材料,避免使用鎂熱還原二氧化硅,再碳包覆帶來(lái)的復(fù)雜工藝流程。
